(一)事故概況
安徽省合肥化工廠一臺WGC-20/39-1鍋爐于1987年12月投入運(yùn)行,到1993年8月27日發(fā)現(xiàn)上鍋筒內(nèi)壁再循環(huán)管入口處附近沿鍋筒縱向偏下喲歐9條裂紋,最長的為70mm,最深為25mm。
該臺鍋爐自1987年投用以來,共運(yùn)行5年9個月。但在運(yùn)行中,因生產(chǎn)和其他原因經(jīng)常降負(fù)荷運(yùn)行、壓火甚至停爐,經(jīng)查閱1992年7月至1993年7月共計(jì)13個月的運(yùn)行記錄,發(fā)現(xiàn)鍋爐停爐達(dá)121次;換爐排壓火達(dá)52次;降負(fù)荷運(yùn)行達(dá)74次,共計(jì)達(dá)247次之多。依此類推,該爐在運(yùn)行5年9個月中,共啟停達(dá)640余次;降負(fù)荷達(dá)300余次。其啟停爐和降負(fù)荷次數(shù)已超過有熱應(yīng)力(疲勞)下的N=600次。故在循環(huán)管入口處鍋筒內(nèi)壁沿鍋筒縱向產(chǎn)生上述熱疲勞裂紋。此外,在再循環(huán)閥有漏水的情況下,則溫差引起的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)還會增加,則更易出現(xiàn)熱疲勞開裂。
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事故原因主要是運(yùn)行操作不當(dāng),造成從再循環(huán)管直接進(jìn)水(水溫為104℃),從而使再循環(huán)管入口及附近鍋筒壁上產(chǎn)生局部分布不均勻的溫差應(yīng)力、鍋筒內(nèi)壓力產(chǎn)生的膜應(yīng)力和再循環(huán)管孔處的局部幾種不連續(xù)產(chǎn)生的峰值應(yīng)力迭加,從而在再循環(huán)管孔處鍋爐縱向首先產(chǎn)生疲勞裂紋。而引起疲勞開裂的主要原因是溫差應(yīng)力,故該鍋筒的裂紋屬于低周大應(yīng)力熱疲勞裂紋。
。ㄈ╊A(yù)防同類事故的措施
1.過路運(yùn)行時(shí),應(yīng)盡量少停爐,非停爐不可得應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)措施,加強(qiáng)運(yùn)行管理工作。
2.經(jīng)常檢查再循環(huán)閥,發(fā)現(xiàn)損壞或失靈時(shí),應(yīng)及時(shí)修理或更換。
3.鍋爐在完成點(diǎn)火升壓后,應(yīng)避免冷水直接由再循環(huán)管進(jìn)入鍋筒,防止局部溫差太大,產(chǎn)生巨大的溫差應(yīng)力使鍋筒發(fā)生損壞。